Технические разделы

Основные понятия и уравнения твердотельной электроники

Температурный потенциал:

где k-постоянная Больцмана (); Т-абсолютная температура (при температуре Т=300К температурный потенциал имеет значение ), q - заряд электрона ().

Закон действующих масс:

где n - концентрация электронов; р-концентрация дырок; ni - концентрация носителей заряда в собственном полупроводнике.

Закон справедлив в случае термодинамического равновесия, как для собственных, так и для примесных полупроводников.

Потенциал, характеризующий уровень Ферми в полупроводнике, равен:

где-потенциал, соответствующий середине запрещенной зоны полупроводника; и - объемные потенциалы.

Таким образом, согласно данным выражениям, в собственных полупроводниках (n=р=ni) уровень Ферми расположен в середине запрещенной зоны, в электронных полупроводниках (n>ni) - в верхней половине, а в дырочных (р>n) - в нижней половине запрещенной зоны.

Уровень Ферми одинаков во всех частях равновесной системы, какой бы разнородной она ни была, т.е. .

Закон полного тока в полупроводнике n-типа:

в полупроводнике р-типа:

где и dn/dxи dp/dx-градиент концентраций дырок и электронов; µpи µn - подвижности дырок и электронов соответственно; Dn иDp - коэффициенты диффузии дырок и электронов; - напряженность внешнего электрического поля.

Соотношение Эйнштейна, показывающее связь между коэффициентом диффузии и подвижностью носителей зарядов полупроводнике n-и р-типа соответственно:

полупроводниковый микроэлектроника физический структура

Время жизни неравновесных носителей зарядаτnи τpравно промежутку времени, в течение которого их концентрация уменьшается в е раз.

Диффузионная длина носителей заряда соответствует расстоянию, которое они проходят за время жизни, равна:

где Ln и Lp-диффузионные длины электронов и дырок соответственно.

Уравнение Пуассона, позволяющее определить распределение потенциала в среде:

где -потенциал; x-координата; -объемная плотность заряда; -диэлектрическая проницаемость среды, для полупроводника , где -относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, -электрическая постоянная () [1].

Еще статьи по технике и технологиям

Разработка устройства диагностики вычислительной техники
В настоящее время микроконтроллеры (МК) применяются на производственных предприятиях, в устройствах управления, в вычислительной и бытовой технике. Микроконтроллеры предназначены для управления различными электронными устройствами, ...

Реализация устройства автоматического полива почвы
Задачей данного курсового проекта было практическое применение знаний, полученных ранее в различных областях науки, для реализации конкретного технического задания. Результатом выполнения такого задания являлась реализация устройства ...

© 2019 | www.techexpose.ru